本發(fā)明涉及土壤修復
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是一種鉛污染土壤改良劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：我國土壤中鉛的平均背景值為12.4-26.0mg/kg，土壤含鉛量為2-200mg/kg，平均含量變幅為13-42mg/kg。通常，離城市遠且未污染土壤的含鉛量為10-30mg/kg，城區(qū)公路兩旁以及低污染區(qū)土壤的含鉛量為30-100mg/kg，受鉛鋅礦企業(yè)污染的土壤含鉛量可超過10000mg/kg，含鉛汽油的含鉛量為400-1000mg/kg，致使交通工具排出的尾氣中含有大量鉛，積累于公路兩旁土壤。此外，一些城郊污灌區(qū)以及果園土壤的含鉛量也較高，是一種對環(huán)境污染很嚴重的污染物。在環(huán)境日益惡化的今天，應對鉛污染給予足夠的重視，采取有效的治理方法，將其危害降到最低。鉛污染土壤的治理修復技術(shù)分為穩(wěn)定固化法、物理和生物修復3種方法。其中，穩(wěn)定固化法是通過向土壤中針對性的投加重金屬穩(wěn)化劑，利用穩(wěn)化劑對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用，降低重金屬的生物有效性，使重金屬顆粒礦化，失去與外界反應的條件，從而降低土壤重金屬濃度。此法對土壤進行原位修復，節(jié)約了搬運費用和儲存場地費用；環(huán)境污染小、對環(huán)境破壞可以降低到最小程度，是目前消除土壤重金屬污染中重金屬危害的有效方法。物理修復方法是利用重金屬鉛在土壤中的遷移速度比較慢的特點，將含有重金屬鉛的土壤轉(zhuǎn)移出去的一種修復技術(shù)，有利于植物的生長。生物修復方法中，以植物修復法為代表，利用植物及其根系圈微生物體系的吸收、揮發(fā)、轉(zhuǎn)化和降解的作用機制，來清除環(huán)境中污染物質(zhì)，但能利用的植物不是很多，所以就造成了治理的局限性。現(xiàn)有的修復實踐證明，磷酸鹽類化合物對鉛污染土壤具有較好的治理效果，但受土壤溶液中磷的溶解小等原因，形成穩(wěn)定的磷酸鉛礦物的速率慢、反應進行程度不高。為了達到滿意的修復效果往往加入過量的磷來加快反應速率和提高反應程度，而對過量磷所帶來的潛在環(huán)境風險卻缺乏足夠的認識。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種用量少、磷含量低、處理效果好的鉛污染土壤改良劑及其制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種鉛污染土壤改良劑，按照質(zhì)量份數(shù)計，由以下原料制成：菱鐵礦7-13份、改性羥基磷灰石8-12份、氯化鈣14-19份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉3-5份；所述的改性羥基磷灰石的制備，步驟如下：取羥基磷灰石，粉碎，過80-120目篩，得羥基磷灰石粉；將羥基磷灰石粉放入其質(zhì)量的3倍量的質(zhì)量濃度為16-18％的脫氫乙酸鈉水溶液中浸泡2h后，接著在溫度為52℃、功率為290-310W、頻率為35-36kHz的條件下進行超聲波熱處理25-28min，過濾得濾渣；在1500-1800r/min的速度下，對濾渣離心5-6min，得沉淀物；取沉淀物，用清水沖洗兩到三次，烘干，研磨，過180-200目篩，得到改性羥基磷灰石。作為本發(fā)明進一步的方案：按照質(zhì)量份數(shù)計，由以下原料制成：菱鐵礦8-10份、改性羥基磷灰石9-11份、氯化鈣16-18份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉3.5-4.5份。作為本發(fā)明進一步的方案：按照質(zhì)量份數(shù)計，由以下原料制成：菱鐵礦9份、改性羥基磷灰石10份、氯化鈣17份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉4.0份。所述的鉛污染土壤改良劑的制備方法，包括以下步驟：分別將菱鐵礦、氯化鈣粉碎，過200-250目篩，得菱鐵礦粉、氯化鈣粉；按比例將改性羥基磷灰石、菱鐵礦粉和氯化鈣粉混合，攪拌均勻；接著加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，以120-140r/min的速度攪拌均勻，密封包裝，得到。所述的鉛污染土壤改良劑在制備重金屬鉛污染土壤用修復劑方面的應用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明選用菱鐵礦、改性羥基磷灰石、氯化鈣和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉為原料，其中只有改性羥基磷灰石中含有磷元素，因此具有磷含量低的特點。本發(fā)明經(jīng)過特定的配比，將上述四種原料復配而成一種能顯著降低重金屬污染土壤中的含鉛量的改良劑，具體地，以6g改良劑/m2土壤的噴灑量對重度鉛污染土壤進行噴灑試驗，結(jié)果顯示，本發(fā)明改良劑對土壤中的重金屬鉛的去除率為85.4-97.2％，具有用量少、處理效果好的優(yōu)點。具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例1本發(fā)明實施例中，一種鉛污染土壤改良劑，按照質(zhì)量份數(shù)計，由以下原料制成：菱鐵礦7份、改性羥基磷灰石8份、氯化鈣19份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉5份；改性羥基磷灰石的制備，步驟如下：取羥基磷灰石，粉碎，過80目篩，得羥基磷灰石粉；將羥基磷灰石粉放入其質(zhì)量的3倍量的質(zhì)量濃度為16％的脫氫乙酸鈉水溶液中浸泡2h后，接著在溫度為52℃、功率為290W、頻率為35kHz的條件下進行超聲波熱處理28min，過濾得濾渣；在1500r/min的速度下，對濾渣離心6min，得沉淀物；取沉淀物，用清水沖洗兩到三次，烘干，研磨，過180目篩，得到改性羥基磷灰石。所述的鉛污染土壤改良劑的制備方法，包括以下步驟：分別將菱鐵礦、氯化鈣粉碎，過200目篩，得菱鐵礦粉、氯化鈣粉；按比例將改性羥基磷灰石、菱鐵礦粉和氯化鈣粉混合，攪拌均勻；接著加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，以120r/min的速度攪拌均勻，密封包裝，得到。實施例2本發(fā)明實施例中，一種鉛污染土壤改良劑，按照質(zhì)量份數(shù)計，由以下原料制成：菱鐵礦13份、改性羥基磷灰石12份、氯化鈣14份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉3份；改性羥基磷灰石的制備，步驟如下：取羥基磷灰石，粉碎，過120目篩，得羥基磷灰石粉；將羥基磷灰石粉放入其質(zhì)量的3倍量的質(zhì)量濃度為18％的脫氫乙酸鈉水溶液中浸泡2h后，接著在溫度為52℃、功率為310W、頻率為36kHz的條件下進行超聲波熱處理25min，過濾得濾渣；在1800r/min的速度下，對濾渣離心5min，得沉淀物；取沉淀物，用清水沖洗兩到三次，烘干，研磨，過200目篩，得到改性羥基磷灰石。所述的鉛污染土壤改良劑的制備方法，包括以下步驟：分別將菱鐵礦、氯化鈣粉碎，過250目篩，得菱鐵礦粉、氯化鈣粉；按比例將改性羥基磷灰石、菱鐵礦粉和氯化鈣粉混合，攪拌均勻；接著加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，以140r/min的速度攪拌均勻，密封包裝，得到。實施例3本發(fā)明實施例中，一種鉛污染土壤改良劑，按照質(zhì)量份數(shù)計，由以下原料制成：菱鐵礦8份、改性羥基磷灰石9份、氯化鈣18份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉4.5份；改性羥基磷灰石的制備，步驟如下：取羥基磷灰石，粉碎，過80目篩，得羥基磷灰石粉；將羥基磷灰石粉放入其質(zhì)量的3倍量的質(zhì)量濃度為18％的脫氫乙酸鈉水溶液中浸泡2h后，接著在溫度為52℃、功率為290W、頻率為36kHz的條件下進行超聲波熱處理25min，過濾得濾渣；在1800r/min的速度下，對濾渣離心5min，得沉淀物；取沉淀物，用清水沖洗兩到三次，烘干，研磨，過200目篩，得到改性羥基磷灰石。所述的鉛污染土壤改良劑的制備方法，包括以下步驟：分別將菱鐵礦、氯化鈣粉碎，過200目篩，得菱鐵礦粉、氯化鈣粉；按比例將改性羥基磷灰石、菱鐵礦粉和氯化鈣粉混合，攪拌均勻；接著加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，以140r/min的速度攪拌均勻，密封包裝，得到。實施例4本發(fā)明實施例中，一種鉛污染土壤改良劑，按照質(zhì)量份數(shù)計，由以下原料制成：菱鐵礦10份、改性羥基磷灰石11份、氯化鈣16份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉3.5份；改性羥基磷灰石的制備，步驟如下：取羥基磷灰石，粉碎，過120目篩，得羥基磷灰石粉；將羥基磷灰石粉放入其質(zhì)量的3倍量的質(zhì)量濃度為16％的脫氫乙酸鈉水溶液中浸泡2h后，接著在溫度為52℃、功率為310W、頻率為35kHz的條件下進行超聲波熱處理28min，過濾得濾渣；在1500r/min的速度下，對濾渣離心6min，得沉淀物；取沉淀物，用清水沖洗兩到三次，烘干，研磨，過180目篩，得到改性羥基磷灰石。所述的鉛污染土壤改良劑的制備方法，包括以下步驟：分別將菱鐵礦、氯化鈣粉碎，過250目篩，得菱鐵礦粉、氯化鈣粉；按比例將改性羥基磷灰石、菱鐵礦粉和氯化鈣粉混合，攪拌均勻；接著加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，以120r/min的速度攪拌均勻，密封包裝，得到。實施例5本發(fā)明實施例中，一種鉛污染土壤改良劑，按照質(zhì)量份數(shù)計，由以下原料制成：菱鐵礦9份、改性羥基磷灰石10份、氯化鈣17份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉4.0份；改性羥基磷灰石的制備，步驟如下：取羥基磷灰石，粉碎，過120目篩，得羥基磷灰石粉；將羥基磷灰石粉放入其質(zhì)量的3倍量的質(zhì)量濃度為17％的脫氫乙酸鈉水溶液中浸泡2h后，接著在溫度為52℃、功率為300W、頻率為36kHz的條件下進行超聲波熱處理26min，過濾得濾渣；在1700r/min的速度下，對濾渣離心6min，得沉淀物；取沉淀物，用清水沖洗兩到三次，烘干，研磨，過200目篩，得到改性羥基磷灰石。所述的鉛污染土壤改良劑的制備方法，包括以下步驟：分別將菱鐵礦、氯化鈣粉碎，過250目篩，得菱鐵礦粉、氯化鈣粉；按比例將改性羥基磷灰石、菱鐵礦粉和氯化鈣粉混合，攪拌均勻；接著加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，以130r/min的速度攪拌均勻，密封包裝，得到。對比例1在實施例5的基礎(chǔ)上，以普通羥基磷灰石取代改性羥基磷灰石，其余與實施例5完全相同。對比例2在實施例5的基礎(chǔ)上，刪除改性羥基磷灰石這一組分，其余與實施例5完全相同。對比例3在實施例5的基礎(chǔ)上，刪除脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉這一組分，其余與實施例5完全相同。選取某一重度鉛污染的土壤作為試驗用土壤樣本，經(jīng)過測試，該土壤的含鉛量為671.2mg/kg。按照改良劑：水的質(zhì)量比為1：12的比例，先分別將實施例1-5以及對比例1-3制得的改良劑加水混合均勻得到混合溶液；接著分別將混合溶液均勻地噴灑到對應的高濃度的鉛污染土壤中，混合溶液的噴灑量為80g/m2，噴灑后對土壤進行翻耕。5天后，測試改良后的土壤的含鉛量，測得結(jié)果如表1所示。表1改良后的土壤的含鉛量變化情況項目含鉛量(mg/kg)去除率(％)實施例198.285.4實施例284.587.4實施例353.792.0實施例445.493.2實施例518.697.2對比例1150.877.5對比例2483.927.9對比例3274.359.1由表1可以看出：實施例1-5制得的改良劑對土壤中的重金屬鉛的去除效果明顯優(yōu)于對比例1-3，其中，實施例5的改良效果最佳，含鉛量的去除率為97.2％；對比實施例5和對比例1-3，可知本發(fā)明改良劑是通過改性羥基磷灰石、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉與菱鐵礦、氯化鈣的共同作用，才具有如此顯著的鉛污染改良效果。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。當前第1頁1 2 3